交变电流的产生和描述
一、选择题(本题共10小题,1~6题为单选题,7~10题为多选题)
1.匀强磁场中有一长方形闭合导线框,分别以相同的角速度绕图a、b、c、d所示的固定转轴旋转,用Ia、Ib、Ic、Id表示四种情况下线框中电流的有效值,则( )
A.Ia>Id B.Ia>Ib
C.Ib>Ic D.Ic=Id
解析:D 由题意可知,无论转轴在中心,还是在一边,还是在其他位置,转动切割磁感线的线框面积不变,根据Em=nBSω,知线框感应电动势的最大值是相同的,因此四种情况下,线框产生感应电动势的瞬时表达式相同,即为e=Emsin ωt,由闭合电路欧姆定律可知,感应电流瞬时表达式也相同,即为i=Imsin ωt,则感应电流的最大值Im、感应电流的有效值均相同,故D项正确,A、B、C项错误.
2.电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器.图甲为电吉他的拾音器的原理图,在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管.一条形磁铁固定在螺线管内,当拨动金属弦后,螺线管内就会产生感应电流,经一系列转化后可将电信号转为声音信号.若由于金属弦的振动,螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示,则对应的感应电流的变化为( )
解析:B 由感应电流公式I==n可知,感应电流的大小与磁通量的变化率有关,在Φ-t图像上各点切线的斜率的绝对值表示感应电流的大小,斜率的正、负号表示电流的方向;根据题图乙,在0~t0时间内,感应电流I的大小先减小到零,再逐渐增大,电流的方向改变一次,只有选项B符合要求.
3.一个U形金属线框在匀强磁场中绕OO′轴以相同的角速度匀速转动,通过导线给同一电阻R供电,如图甲、乙所示.其中甲图中OO′轴右侧有磁场,乙图中整个空间均有磁场,两磁场磁感应强度相同.则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为( )
A.1∶ B.1∶2
C.1∶4 D.1∶1
解析:A 题图甲中的磁场只在OO′轴的右侧,所以线框只在半周期内有感应电流产生,如图甲,电流表测得是有效值,所以I=.题图乙中的磁场布满整个空间,线框中产生的感应电流如图乙,所以I′=,则I∶I′=1∶,即A正确.